Для более четкого понимания механизмов развития расстройств равновесия и логического подхода к топической диагностике необходимо кратко остановиться на анатомии и физиологии [2, 5].
Равновесие обеспечивается слаженной работой вестибулярного анализатора, проприорецепторов, проводящих путей (в первую очередь, это преддверно-улитковый нерв — VIII пара черепно-мозговых нервов), вестибулярных ядер, залегающих на дне четвертого желудочка, мозжечка, коры головного мозга и нейронных связей (например, вестибулоокулярные связи, обеспечивающие движения глаз, соответствующие повороту головы и направлению взора; вестибулоспинальные связи, обеспечивающие изменение тонуса мышц шеи и конечностей при перемене положения тела).
Поражение на любом из перечисленных этапов может сопровождаться головокружением и нарушением равновесия. Периферический отдел вестибулярного анализатора включает в себя полукружные каналы, сферический (саккулюс) и эллиптический (утрикулюс) мешочки преддверия лабиринта (перепончатый лабиринт, заполненный эндолимфой).
Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: сагиттальной (передний, или сагиттальный полукружный канал), горизонтальной (латеральный, или горизонтальный полукружный канал) и фронтальной (задний, или фронтальный полукружный канал). Полукружные каналы открываются в преддверие лабиринта, на одном конце имеют расширение — ампулу, остальная часть полукружного канала называется гладким коленом. Гладкие колена фронтального и сагиттального каналов образуют общую ножку. В просвет полукружных каналов направлен костный вырост — ампулярный гребешок (криста), на котором расположены нейроэпителиальные волосковые клетки — собственно рецепторы вестибулярного анализатора. Волосковые клетки имеют на поверхности несколько волосков, погруженных в желеобразную субстанцию — купулу, обладающую такой же плотностью, как и эндолимфа. Самый длинный волосок киноцилия — расположен ближе к преддверию, более короткие волоски называются стереоцилиями. Волосковые клетки полукружных каналов воспринимают стимулы, связанные с угловым ускорением — движением тела в различных плоскостях, поскольку при этом движение равных по плотности купулы и эндолимфы происходит не одновременно за счет инерционных сил. Реакции возникают только с того полукружного канала, который находится в плоскости вращения — так звучит первый из трех законов Эвальда, которые составляют основу вестибулологии. При этом происходит движение купулы и эндолимфы внутри полукружных каналов.
Ампулопетальный ток эндолимфы (в сторону преддверия) смещает киноцилию от стереоцилий, в результате чего открываются ионные каналы и происходит возбуждение рецептора. Ампулофугальный ток (от преддверия), наоборот, смещает киноцилию к стереоцилиям, ионные каналы закрываются, происходит торможение. Этот механизм лежит в основе третьего закона Эвальда: ампулопетальный ток эндолимфы в горизонтальном полукружном канале вызывает значительно более сильную реакцию, чем ампулофугальное движение (то есть при повороте головы направо возбуждается левый лабиринт). В покое волоски находятся в некотором промежуточном положении, что проявляется импульсацией покоя от полукружных каналов. Импульсация покоя варьирует в широких пределах у разных людей, поэтому обычно вестибулярные тесты нацелены не на определение нормы, но на сравнение правого и левого лабиринтов. Преобладание одной стороны над другой свидетельствует о патологии.
Отолитовый аппарат, состоящий из саккулюса (сферического мешочка) и утрикулюса (эллиптический мешочек), воспринимает стимулы, связанные с гравитацией, изменением положения головы, линейным и центробежным ускорением. Внутри мешочков расположена макула, на которой присутствуют рецепторные волосковые клетки. Над ними находится желеобразная отолитовая мембрана с отолитами — кристаллами карбоната кальция. При ровном положении головы макула саккулюса расположена приблизительно в сагиттальной плоскости, а утрикулюса — в горизонтальной. Давление отолитов на рецепторы определяет направление силы тяжести. Поскольку плотность отолитовой мембраны превышает плотность эндолимфы, сила инерции, действующая на них при возникновении линейного ускорения или при изменении положения головы, различна: отолитовая мембрана смещается, сдвигая волоски рецепторных клеток, возникает нервный импульс. Рецепторы утрикулюса чувствительны к наклонам головы и ускорению в горизонтальной плоскости, а саккулюса — к вертикальному ускорению (например, при прыжках, падениях).
Фиксацию взора и формирование четкого изображения на сетчатке при поворотах головы обеспечивает вестибулоокулярный рефлекс (благодаря наличию связей между вестибулярными ядрами и ядрами отводящих, глазодвигательных и блоковых нервов).
Вестибулоспинальный рефлекс за счет связей вестибулярных ядер со спинным мозгом помогает контролировать положение тела, удерживать позу, создавать в мозге четкое представление о положении тела по отношению к окружающему пространству.